Facebook
Google
LinkedIn
https://lasma.eu/ru/poisk/produkty
В распределительных и шкафах автоматики с каждым днем содержится все больше электроники: преобразователи частоты, PLC, блоки питания, модули безопасности, коммуникационное оборудование, измерительные приборы и компоненты промышленных сетей. Каждый из этих элементов во время работы выделяет тепло. Если тепло не отводится, температура в шкафу постепенно повышается, компоненты работают с большей тепловой нагрузкой и возрастает риск остановки работы.
Еще совсем недавно проходил Automātikas diena 3 , в ходе которой представитель Rittal поделился взглядом на термальное управление распределительными шкафами. Эта тема очень актуальна, поскольку в промышленной среде шкафы часто находятся не в идеальных лабораторных помещениях, а в производстве — рядом с линиями, пылью, влагой, переменной температурой и иногда в условиях ограниченной вентиляции.
Простой ответ — чтобы находящиеся в нем компоненты не перегревались и продолжали надежно работать. Слишком высокая температура влияет на электронику гораздо сильнее, чем иногда кажется. Компоненты могут не выйти из строя сразу, но срок их службы сокращается. Появляются нерегулярные ошибки, перегрузки блоков питания, аварии преобразователей частоты, потери связи или сбои в работе PLC.
Почему шкаф нужно охлаждать? Чтобы находящиеся в нем компоненты не перегревались и продолжали надежно работать.
Хороший практический ориентир — принцип, используемый при оценке старения электроники: при повышении температуры примерно на 10 °C срок службы компонентов может сократиться вдвое, а частота отказов — удвоиться. Это не следует воспринимать как точный расчет для каждого случая, а как понятное инженерное напоминание — температурный запас в шкафу не является формальностью.
Если охлаждение не продумано, последствия обычно проявляются в эксплуатации. Оборудование начинает останавливаться в жаркие дни, преобразователи частоты работают с ошибками, компоненты автоматики стареют быстрее, обслуживание становится чаще, а простои производства — дороже. Правильно выбранное решение для охлаждения помогает снизить тепловую нагрузку, продлить срок эксплуатации и поддерживать шкаф в более стабильном рабочем режиме.
Решения для термального управления распределительными шкафами можно разделить на несколько групп. На практике выбор начинается с простого вопроса — можно ли отводить тепло воздухом окружающей среды или же нужен активно охлажденный воздух?
Самое простое решение — естественная вентиляция. В этом случае в шкафу предусмотрены вентиляционные отверстия. Более холодный воздух поступает снизу, нагревается и выходит через верхнюю часть. Такой подход может быть достаточным при небольшой тепловой нагрузке и чистой среде, где окружающая температура стабильна и достаточно низка. Однако естественная вентиляция подходит не для всех случаев. Она зависит от разницы температур, расположения шкафа и движения воздуха в помещении.
Следующий шаг — принудительная вентиляция. Здесь поток воздуха создается вентилятором, обычно вместе с фильтром. Это позволяет эффективнее подавать более холодный воздух в шкаф и выводить теплый воздух наружу. Принудительная вентиляция — технически простое и экономически понятное решение, если воздух в помещении достаточно чистый и холоднее требуемой температуры в шкафу.
Если в производственном помещении уже жарко, вентиляция сама по себе шкаф не охладит.
Однако есть одно существенное ограничение — вентиляция не может охладить шкаф ниже температуры окружающей среды. Если летом в производственном помещении уже +35 °C или больше, вентилятор будет лишь перемещать горячий воздух. В такой ситуации без активного кондиционирования часто не обойтись.
Кондиционирование, или холодильные установки компрессорного типа обеспечивают охлажденный воздух во внутреннем контуре шкафа. Это означает, что температуру в шкафу можно поддерживать на контролируемом уровне даже тогда, когда окружающая среда теплая. В холодильных установках Rittal важным преимуществом является разделенные воздушные контуры — внутренний воздух циркулирует в шкафу, а внешний воздух не загрязняет внутреннюю часть шкафа. Это особенно важно в запыленной, влажной или технологически сложной среде.
Помимо этих базовых подходов существуют и другие решения, например, воздух-воздух теплообменники, воздух-вода теплообменники, термоэлектрическое охлаждение для небольших корпусов и промышленные охладители для более крупных систем. Однако в большинстве практических проектов первоначальный выбор делается именно между вентиляцией и активным охлаждением.
Один из наиболее распространенных рисков в производственной среде — желание «просто открыть шкаф», чтобы он не перегревался. В краткосрочной перспективе это может показаться решением, но в долгосрочной обычно создает новые проблемы. Открытый или плохо закрытый шкаф позволяет попасть внутрь пыли, влаге, металлическим частицам, древесной пыли, масляному туману или другим примесям.
Открытый шкаф не является решением для охлаждения.
Открытый шкаф не является решением для охлаждения. Он снижает симптомы перегрева в краткосрочной перспективе, но повышает риск загрязнения, коррозии и повреждения компонентов в долгосрочной перспективе.
Эти загрязнения оседают на компонентах, ухудшают теплоотдачу, могут способствовать коррозии и повышают риск повреждений. Поэтому правильно выбранный охладитель — это не только «источник холодного воздуха». Он помогает сохранить шкаф закрытым, контролировать внутреннюю среду и снизить попадание загрязненного воздуха к компонентам автоматики.
В промышленности Балтии это очень практический вопрос. В деревообработке проблема — пыль. В металлообработке — металлические частицы и масляные аэрозоли. В пищевой промышленности — влага, процессы мойки и требования гигиены. В логистике и энергетике — переменная температура, уличные шкафы и риск конденсации. В таких условиях климат-контроль шкафа следует оценивать вместе с степенью защиты IP, материалом корпуса, обслуживанием фильтров и окружающей средой.
Если в шкафу малая тепловая нагрузка, но помещение прохладное и чистое, часто достаточно естественной или принудительной вентиляции. Это разумное решение, если температурный запас достаточен и нет высоких требований к закрытому внутреннему контуру.
Если в шкафу преобразователи частоты, несколько блоков питания, плотно расположенные компоненты или производство работает в теплой среде, следует рассматривать активное охлаждение. То же относится к случаям, когда шкаф должен оставаться закрытым и нельзя допускать попадания пыли или влаги.
Если в помещении уже жарко, вентилятор не решает основную проблему. Он лишь меняет воздух, но не способен снизить температуру в шкафу ниже температуры окружающей среды.
В таких случаях холодильные установки компрессорного типа Rittal являются технически обоснованным решением. Они позволяют поддерживать контролируемую температуру во внутреннем контуре шкафа даже тогда, когда окружающая среда теплая.
В серии Rittal Blue e+ используется гибридный подход, при котором пассивная передача тепла комбинируется с активным компрессорным охлаждением. Rittal указывает, что решения Blue e+ используют технологию heat pipe и компоненты с регулированием скорости, что позволяет снизить потребление энергии по сравнению с более традиционными решениями.
Такой принцип практически полезен, поскольку холодильная установка подстраивается под фактическую тепловую нагрузку, а не работает только в простом режиме включено/выключено.
При выборе новой холодильной установки компрессорного типа следует учитывать также регламент Европейского союза F-gas. Он относится к использованию фторированных газов и постепенно ограничивает хладагенты с высоким потенциалом глобального потепления, то есть GWP. На практике это означает, что новые холодильные установки следует оценивать не только по холодильной мощности, размеру и способу монтажа, но и по используемому хладагенту.
Rittal уже встроил это направление в свои продукты. Серия Blue e+ адаптируется для работы с хладагентом с низким GWP R-1234yf , что соответствует будущим требованиям устойчивости и нормативным требованиям. Для промышленных клиентов в Латвии и Балтике это важно именно в момент покупки, поскольку холодильная установка обычно приобретается на более длительный срок эксплуатации, а не только на несколько лет.
Поэтому при планировании нового шкафа или модернизации существующего шкафа хладагент уже является частью технического решения. Это не делает существующие установки автоматически непригодными — они продолжают работать в соответствии с условиями эксплуатации и обслуживания. Однако для новой покупки разумно выбрать решение, которое соответствует не только сегодняшним потребностям, но и будущим требованиям к выводу на рынок новых установок.
Чтобы выбрать подходящее решение для охлаждения, сначала нужно знать тепловую мощность, выделяемую в шкафу, окружающую температуру, размеры шкафа, место установки и условия среды. Без этих данных выбор охладителя становится приблизительным предположением.
Для этого Rittal разработал инструмент расчета RiTherm, который помогает первоначально определить необходимое решение для климат-контроля. Калькулятор охлаждения распределительных шкафов Rittal RiTherm помогает выбрать соответствующее потребностям и энергоэффективное решение с учетом условий окружающей среды, энергоэффективности и информации F-gas/GWP.
Это не означает, что калькулятор заменяет инженерную проверку. В практических проектах важны правильный ввод данных и оценка ситуации на объекте. Если тепловыделение компонентов, окружающая температура или загрязнение среды оценены неверно, то и результат расчета не будет достаточно надежным. Но в качестве отправной точки RiTherm очень полезен — он помогает начать разговор с цифр, а не с ощущений.
Охлаждение распределительных шкафов — это не дополнительный аксессуар в конце проекта, а часть безопасной эксплуатации. Правильно выбранное решение снижает тепловую нагрузку на компоненты, помогает избежать незапланированных простоев и позволяет шкафу работать в более предсказуемом режиме.
ZTF Lāsma помогает оценить реальные условия на объекте и подобрать технически обоснованное решение — от вентиляции до установок активного охлаждения Rittal.
Смотрите охладители распределительных шкафов Rittal в каталоге продукции ZTF Lāsma
сравните варианты на странице производителя холодильных установок Rittal
выполните первоначальный расчет с помощью калькулятора холодопроизводительности Rittal RiTherm.
